ДОСЛІДЖЕННЯ in vivo ТОКСИЧНОСТІ БАГАТОШАРОВИХ КАРБОНОВИХ НАНОТРУБОК
Геращенко Богдан Іванович, к.б.н., н.с. Михайленко Віктор Михайлович, к.б.н., зав. відділу радіобіології і екології, ст.н.с. Інститут експериментальної патології, онкології та радіобіології ім. Р. Є. Кавецького НАН України, м. Київ Сичевська Іванна Сергіївна, спеціаліст Ковтун Олена Миколаївна, доцент Національний педагогічний університет імені М.П. Драгоманова, м. Київ Широке застосування нанотехнологій (НТ) та наноматеріалів (НМ) з унікальними властивостями стало реальністю сьогодення. Сотні найменувань продуктів на основі НМ впевнено увійшли в усі сфери життєдіяльності людини (створення мікроскопічних терезів, використання у наноелектроніці, комп’ютерній індустрії, створення напівпровідникових гетероструктур, мікроскопічних терезів, голок діаметром у декілька атомів, виробництво мікроскопічних ниток, нанотрубки як мікроконтейнери для транспорту біологічно активних речовин тощо). Одним із перспективних напрямів застосування НМ, зокрема нанотрубок, є біомедична галузь. Однак останнім часом були проведені дослідження, які виявили шкідливу дію нанотрубок на живі клітини, що ставить під сумніви доцільність їх використання, насамперед, у медицині. Карбонові нанотрубки – циліндричні структури діаметром від одного до декількох десятків нанометрів, завдовжки до декількох мікрон, що можуть складатися з однієї або декількох згорнутих в трубку гексагональних графітових площин (графенів). Дія на живий організм карбонових нанотрубок обумовлена цілим рядом морфологічних, хімічних, фізичних та термодинамічних особливостей (висока міцність, надпровідність, капілярні, оптичні, магнітні властивості, велика площа поверхні та можливість зв’язуватися зі значною кількістю перехідних металів). Уперше ученим з Кембріджського університету вдалося спостерігати проникнення і переміщення нанотрубок у людських клітинах і визначити, чи може дія наноматеріалів викликати смерть клітин. Деякі дослідники вважають, що до сьогодні недооцінені ризики, пов’язані з масовим виробництвом карбонових нанотрубок. Згідно з нещодавнім виступом учених на засіданні Американського хімічного товариства інтенсивне виробництво цих матеріалів може серйозно вплинути на екологічну ситуацію в усьому світі. Детальний аналіз найпоширенішого методу виробництва нанотрубок, а саме осадження в газовій фазі (CVC), показав, що крім основного продукту утворюються ще як мінімум 15 ароматичних вуглеводнів, наприклад, відомий канцероген бензпірен. Результати деяких експериментів також виявили, що довгі багатошарові карбонові нанотрубки можуть негативно впливати на живі організми аналогічно азбестовим матеріалам: короткотермінова дія НМ проявляється у виникненні фіброзів та інших легеневих ефектів, вони можуть потрапляти в мозок через нюховий нерв, лімфо- та кровообіг і активувати тромбоцити та посилювати тромбоз судин. Перспективи широкого застосування карбонових нанотрубок у промисловості і медицині, інтенсивне виробництво в усьому світі обумовлює необхідність продовження досліджень щодо особливостей їх впливу на здоров’я людини та навколишнє середовище. Метою запропонованої роботи було вивчити гено- та цитотоксичну дію препаратів багатошарових карбонових нанотрубок (БКНТ) на клітини кісткового мозку мишей за допомогою проточної цитометрії. Матеріали та методи. У дослідженні використовували зразки БКНТ, які були синтезовані методом каталітичного хімічного осадження парів в Інституті хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України. Середній діаметр нанотрубок становить 10-20 нм, довжина – до 20 мкм. Дослідження проводили на білих нелінійних самцях мишей. Суспензії БКНТ готували у фізіологічному розчині, що містив 0,5% ДМСО. Агрегати розбивали за допомогою ультразвукового дезінтегратора (22 кГц, 6.30 с) при 4°C. Приготовлені таким чином препарати БКНТ вводили в дозах 0,25 и 1,5 мг на тварину. Для негативного контролю використали фізіологічний розчин, що містив 0,5% ДМСО. Через 24 і 48 годин після введення БКНТ виділяли кістковий мозок і готували препарати для аналізу рівня мікроядер (МЯ) в поліхроматофільних еритроцитах (ПХЕ). Препарати кісткового мозку, пофарбовані акридиновим оранжевим, аналізували за допомогою проточного цитометра Coulter EPICS XL (Beckman Coulter, США). Цитотоксичність БКНТ визначали за співвідношенням поліхроматофільних і нормофільних еритроцитів в кістковому мозку мишей. Результати та обговорення. Рівень МЯ у поліхроматофільних еритроцитах кісткового мозку залежав від концентрації БКНТ, що вводились. Так, при концентрації 0,25 мг/тварину рівень МЯ практично не відрізнявся від контрольного і складав відповідно 1,8±0,5 і 1,3±0,7 на 1000 ПХЕ через 24 години і 1,5 ± 0,7 и 1,7 ± 0,4 – через 48 годин після введення препаратів. За концентрації 1,5 мг/тварину спостерігалось підвищення частоти МЯ до рівня 12 ± 1,1 через 24 години після введення, який не змінювався і через 48 годин після введення. Аналіз співвідношення поліхроматофільних и нормофільних еритроцитів в кістковому мозку показав зниження частки поліхроматофільних еритроцитів у разі застосування як відносно високої, так і більш низької концентрації під час двох термінів фіксації клітин, що може свідчити про розвиток цитотоксичного ефекту незалежно від концентрації багатошарових карбонових нанотрубок. Першоджерело - Збірник тез доповідей Міжнародної науково-практичної конференції - (PDF, 2,54 Мб) | |
|
| |
| Переглядів: 1472 | | |
| Всього коментарів: 0 | |